Автоматизированная система управления и контроля стартового детектора времяпролетной системы эксперимента ALICE на Большом адронном коллайдере

• Автор: Курепин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение
ALICE
Глава 1 Стартовый триггерный детектор ТО
1.1 Черенковские счётчики
1.2 Аналоговые предусилители
1.3 Быстрая электроника
1.4 Триггерная система и триггерная электроника
1.5 Считывающая электроника
1.6 Система сбора данных
1.7 Выводы к главе
Глава 2 Система управления детектором ТО
2.1 Методика построения автоматизированной системы управления детектора ТО
2.2 Автоматизированная система диспетчерского контроля и управления.
2.3 Настройка программного обеспечения
2.4 Настройка управляемого оборудования детектора
2.5 Панели управления детектора ТО
2.6 Расширенные средства управления
2.7 Система управления экспериментом ALICE, интеграция детектора ТО
2.8 Методы автоматической настройки и калибровки детектора
2.9 Возможности ТО детектора для анализа состояния пучка
2.10 Подготовка оператора для работы с детектором

2.11 Выводы к главе
Глава 3 Калибровка и функционирование ТО детектора в экспериментах на установке ALICE
3.1 Конструкция системы лазерной калибровки
3.2 Подготовка детектора к измерениям
3.3 Калибровочная информация во время набора данных
3.4 Исследование физических характеристик детектора в магнитном поле до 0,5 тесла
3.5 Выводы к главе
Глава 4 Физические результаты о столкновении протонов и ядер, полученные на установке ALICE
4.1 Измерение зависимости распределения заряженных частиц от псевдобыстроты при столкновении ядер свинца при энергии 2,76 ТэВ
4.2 Измерение множественности при столкновении р-р, р-Pb и РЬ-РЬ
4.3 Определение угла плоскости реакции при столкновении ядер свинца
4.4 Идентификация заряженных частиц при использовании время пролетной системы при запуске детектором ТО
4.5 Выводы к главе
Заключение
Список сокращений и обозначений
Список литературы
Список рисунков

Введение
Для поиска и изучения свойств нового состояния ядерной материи - кварк-глюонной плазмы (КГП) необходимо создание ускорителей, способных создавать пучки ультрарелятивистских тяжелых ядер, столкновение которых приводит к сжатию и нагреванию ядерной материи до такого состояния, в котором возможно существование КГП. Для проведения этих фундаментальных исследований в последние годы используется уникальная система ускорителей в CERN, которые обеспечивают работу Большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider -LHC).
Большой адронный коллайдер расположен вблизи границы Франции и Швейцарии. Этот коллайдер создан на основе остановленного электронного коллайдера LEP (1981-2000). Туннель LHC имеет длину около 27 км, в котором расположено больше чем 1200 сверхпроводящих дипольных магнитов. Проектная энергия LHC для протонов Vs = 14 ТэВ, а для ионов свинца Vs = 5,5 ТэВ на нуклон.
Первые столкновения протонов с Vs = 900 ГэВ были получены 23 ноября 2009 года. В настоящее время LHC остановлен, для проведения работ по увеличению энергии и светимости. Запуск LHC планируется в 2015 году.
На рисунке ниже (Рис. 1) представлена схема размещения детекторов и инжекторных ускорителей БАК.

1.5 Считывающая электроника
Считывающая электроника состоит из модуля преобразования сигналов NIM-LVDC, устройства распределения синхросигнала (CPDM), считывающего модуля (TRM) и модуля чтения данных (DRM). Для работы времяпролетной системы необходима временная и амплитудная информация от каждого фотоумножителя и последующая оффлайн коррекция, которая должна улучшить точность и стабильность в определении времени взаимодействия. Для того, чтобы уменьшить стоимость и гарантировать наилучшую работу ТО детектора, система считывания данных должна быть идентична такой же системе времяпролетного детектора.
Временная и амплитудная информация от каждого фотоумножителя считывается и хранится в системе сбора данных DAQ ALICE.
Модули считывающей электроники CPDM, TRM и DRM детектора ТО используются такие же, какие применяются в детекторе TOF. По договоренности представителями детектора TOF, в модулях предусмотрена конфигурация, позволяющая использовать их для детектора ТО, таким образом они обладают полной совместимостью для двух детекторов. Модули были изготовлены по контракту для детектора TOF фирмой CAEN.
Модуль преобразования уровня NIM-LVDC
Модуль предназначен для преобразования сигналов быстрой электроники в сигналы, которые способна принимать считывающая электроника. Модуль преобразует сигналы уровня NIM, приходящие от блоков QTC, CFD, LED, GRPG, TVDC, OR, MPD и MeanTimer в сигналы уровня LVDC, распределяя их среди входов модуля считывания данных (TRM). На входе считывающей электроники используется разъем VHDCI-68 pin поэтому модуль также необходим для компоновки сигналов и передачи из на разъем. На выходе модуля сигналы распределяются таким образом, чтобы каждая микросхема HPTDC получала только 4 сигнала. На каждый сигнал отводится свой буфер для регистрации событий, идущих с детектора.